Conformacion mecanica

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Procesos de conformación
Procesos de Manufactura Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín 2010

Deformación plástica
(a “bajas” temperaturas, T < Tfusión/3)

Ensayo de tracción:
Zona elástica +plástica

Rango elástico

Def. permanente plástico (después de remover la carga)

Deformación

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Diagrama esfuerzo – deformación
Esfuerzo
Alargamiento totalAlargamiento uniforme Zona elástica Zona plástica Resistencia a la Tracción Límite Elástico Esfuerzo de Ruptura Cuello

Deformación
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Endurecimiento por deformación
Incremento en σy por deformación plástica.

Grande Pequeño
Carga Descarga

Ojo: ¡en la región plástica UNIFORME!

Exponente de endurecimiento n=0.15 aceros n=0.5 cobre Def. verdadera

Esfuerzo verdadero

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7/9/10Curvas esfuerzo-deformación

Curvas esfuerzo/deformación verdaderos a temperatura ambiente para diferentes metales
[Kalpakjian-Schmit. Manufactura, ingeniería y tecnología].

Efecto de la temperatura
Incremento de la temperatura Esfuerzo

• Módulo de elasticidad • Límite elástico • Resistencia a la tracción • Tenacidad
Deformación

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Efecto de la temperatura en laresistencia mecánica

[Kalpakjian-Schmit. Manufactura, ingeniería y tecnología].

Efecto de la tasa de deformación
Efecto de la tasa de deformación sobre la resistencia a la tracción del aluminio. Cuando la temperatura aumenta, la pendiente de la curva aumenta: aumenta la sensibilidad

[Kalpakjian-Schmit. Manufactura, ingeniería y tecnología].

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Conformación mecánica
Es unproceso de fabricación que se aplica a materiales sólidos controlando su deformación plástica, sin alteraciones en la masa y con el fin de obtener alteraciones en: •  Forma •  Propiedades volumétricas •  Propiedades de superficie

¿Por qué usar procesos de deformación?
•  Procesos de fabricación rápidos y efectivos. •  Permiten producción en masa, sobretodo de geometrías medianamente complejas. • Altísima calidad en los componentes (dimensiones) lo cual se traduce en menores tiempos de ajuste en las operaciones de ensamble. •  Mayor rendimiento de los materiales, no hay remoción de material.

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Procesos de conformación
CIZALLADO DOBLADO EMBUTIDO DEFORMACIÓN DE LAMINAS Relación área/volumen es muy grande. En frío.

LAMINADO FORJADO PROCESOS DE DEFORMACIÓN VOLUMÉTRICA Encaliente, en frío, temperatura intermedia EXTRUSION

Procesos de deformación de láminas

Doblado

Embutido

Cizallado

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Procesos de deformación volumétrica
•  La entrada de material es en forma de lingotes, barras o bloques, y la relación superficie/volumen crece considerablemente bajo la acción de grandes cargas compresivas. •  G ra n c a p a c i d a d d e d e f o r m a c ió n p l á s t i c a permanente en el material para poder llevar a cabo cambios apreciables sobre la pieza de trabajo. •  δplast > δelast ⇒ la recuperación elástica pueda considerarse despreciable.

Procesos de deformación volumétrica

Laminado

Extrusión

Estirado Forjado

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Conformabilidad
Facilidad de un material a ser formado a través de deformación plástica. Se vefuertemente influenciada por el estado de tensiones del material, la fricción, la geometría de las herramientas y la pieza de trabajo, la temperatura, la estructura metalúrgica de material, la tasa de deformación entre otros.

Localización de Flujo: regiones con diferentes estructuras y propiedades que pueden ser sitios de falla durante el conformado o en servicio. Consideraciones Metalúrgicas:tamaño y estructura d e l g ra n o, e n d u r e c i m i e n t o p o r d e f o r m a c i ó n , recristalización.

Conformabilidad

Propiedades deseables: •  Bajo límite de cedencia •  Alta ductilidad

En elevada temperatura se puede lograr cualquier operación de deformación con baja fuerza y potencia

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Endurecimiento por deformación
El metal pierde ductilidad, se endurece y...